无氧呼吸是一种在没有氧气的情况下,细胞通过分解有机物来产生能量的代谢过程，这种呼吸方式主要发生在缺氧或低氧环境中，如植物的根部、某些细菌以及动物在剧烈运动时的部分组织中，无氧呼吸虽然效率较低，但在某些特定条件下却至关重要，本文将详细介绍无氧呼吸的两个关键阶段：糖酵解和乳酸发酵（或酒精发酵）。

糖酵解

糖酵解是无氧呼吸的第一步,也是整个过程中最为关键的部分之一，这一阶段发生在细胞质基质中，不需要氧气参与即可进行，具体步骤如下：

1. 葡萄糖分解：一个分子的葡萄糖（C6H12O6）被转化成两分子的磷酸丙糖（3-磷酸甘油醛，GAP），这一步是由己糖激酶/葡萄糖激酶催化完成的，需要消耗ATP作为能源。

2. 氧化还原反应：这些磷酸丙糖会经历一系列复杂的化学反应，其中涉及到NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）的还原，在这个过程中，每个分子的葡萄糖最终会产生两分子的ATP、两分子的NADH以及少量的其他中间产物。

3. 生成乙酰辅酶A：一部分中间产物会被进一步转化为乙酰辅酶A (acetyl-CoA)，这是后续阶段所必需的原料。

   

值得注意的是,在正常有氧条件下，上述过程中产生的NADH将会进入线粒体并通过电子传递链重新氧化成NAD+；而在无氧状态下，则无法利用这条途径回收能量，因此只能依靠接下来介绍的乳酸发酵或酒精发酵来继续利用这些还原当量。

乳酸发酵与酒精发酵

根据不同生物种类及其生活环境的不同,无氧呼吸可以采取两种主要形式之一：乳酸发酵或者酒精发酵。

乳酸发酵

• 发生场所：主要发生在动物体内（如肌肉组织）、某些类型的细菌以及酵母菌中。
• 最终产物：乳酸。
• 详细过程：
  • 在乳酸菌等微生物体内,从糖酵解得到的丙酮酸会在乳酸脱氢酶作用下直接还原为乳酸。
  • 同时伴随着NADH向NAD+转化的过程，从而解决了上一阶段积累下来的NADH问题。
  • 由于没有二氧化碳气体产生,所以不会对环境造成太大影响。

酒精发酵

• 发生场所：常见于酿酒酵母及其他一些真菌类群。
• 最终产物：乙醇（酒精）和二氧化碳。
• 详细过程：
  • 类似于乳酸发酵,首先也是由丙酮酸开始，但在酵母细胞内，它会被转化为乙醛，随后再被还原成乙醇。
  • 同样伴随着NADH向NAD+转化的过程。
  • 此外还会产生大量的CO2,这也是为什么当我们打开一瓶啤酒时能够闻到浓郁香气的原因之一。

无论是哪种形式的无氧呼吸,其核心目的都是为了在缺乏氧气的情况下尽可能地维持生命活动所需的能量供应，通过巧妙地设计两个阶段——糖酵解提供初始动力，而乳酸发酵或酒精发酵则负责处理剩余的还原当量并生成新的化合物——生物体得以适应各种极端条件下的生存挑战。